3)抽真空并吹掃脫附 吸附條件如同N2吹掃再生實驗中所述,然后對床層進行抽真空并同時吹掃再生.實驗測定了吹掃氣體NL/min時的CO2流量分別為100、200、400m,9 由圖6可知:床層再生時間隨吹掃氣流量的增大而縮短;3種條件下吹出氣體中CO體積分數降到1%的時間分別為40、22、12min,由此可得到吹掃氣量為4、4.4、4.8L,測出它們下一次的穿透吸附量分別是新鮮床層的92.31%、84.62%、80.77%.由此可知,采用N2吹掃床層再生效果不很理想,而且在再生尾氣CO體積分數低于2%后下降非常緩慢,所
10南 京 工 業(yè) 大 學 學 報 (自然科學版)第31卷
量為3.8、3.4、4L,測出它們在下一次的穿透吸附量分別是新鮮床層的96.15%、92.30%、88.46%. 由此可知,采用抽真空同時使用100mL/min的N采用抽2吹掃床層再生效果好,但所需時間太長;
真空同時使用400mL/min的N2吹掃床層再生時間短,但N所以采用抽真空同時使用2消耗量比較大.200mL/min的N2吹掃再生較為合適.
綜上所述,對于凈化度要求高的情況,采用抽真
圖9 抽真空并吹掃再生時尾氣中CO體積分數變化曲線
Fig.9 COconcentrationcurvesofventedgaswithdifferent
flowratesofNspurgegasduringvacuumpumping2a
空并吹掃的脫附模式是比較合適的再生方法.這是因為抽真空可以使進入微孔的CO解析出來,N2吹掃可以帶走再生出來的CO,既達到了吸附劑的再生
效果,又保證了CO的凈化度.2.3 三塔循環(huán)變壓吸附過程
依據以上單塔實驗所得的結果,設計三塔變壓吸附循環(huán)操作步驟和時間如表1所示.
由圖9可知:增大吹掃氣流量,床層再生時間明顯縮短.3種條件下抽出氣體中CO體積分數降到1%的時間分別為38、17、10min,由此可算出所用吹掃氣
表1 三塔變壓吸附循環(huán)流程
Table1 Cyclestepsofthethree-bedPSA
操作時間/s
塔號
90
ABC
吸附抽+吹供吹掃
30吸附均升均降
120吸附充壓抽空
90供吹掃吸附抽+吹
30均降吸附均升
120抽空吸附充壓
90抽+吹供吹掃吸附
30均升均降吸附
120充壓抽空吸附
在吸附壓力為0.4、0.6、0.8MPa條件下,進行三塔循環(huán)變壓吸附實驗.實驗中每改變一次實驗條件,均經過循環(huán)穩(wěn)定后開始記錄數據.實驗使
用吸附之后降壓時的床層氣體作為吹掃氣和均壓氣,考察了每種條件下的最大處理量,部分結果見表2.
表2 三塔變壓吸附實驗結果
Table2 TestresultsofPSA
吸附壓力/
MPa
0.40.60.8
產品氣流量/
-1
(L·min)
2.864.064.74
抽空氣流量/
-1
(L·min)
0.330.430.52
抽空氣占原料氣
比例/%
10.349.579.88
產品氣中CO體積分數/
(mL·m-3)
<3<3<3
由表2可知:使用吸附之后降壓時的床層氣體
作為吹掃氣和均壓氣,在所試驗的產品氣流量下,產品氣中CO的體積分數都小于5mL/m,具有很高的凈化度,能滿足深度凈化CO的要求.床層再生過程中得到的氣體(包括逆放和吹掃的氣體)占所處理氣量的10%左右.在實際生產中,這部分氣體可
3
以壓縮后返回進氣系統(tǒng),這樣整個循環(huán)過程就沒有
原料氣的消耗;而且當采用更高的吸附壓力和更多的吸附床層時,可以得到更好的效果.
3 結 論
1)使用NA型吸附劑可以實現常溫下采用變
第4期
馬正飛等:變壓吸附法凈化含NO的脫附過程2氣體中微量C
11
壓吸附對含NO的脫除,產品氣中CO2氣體中微量C的體積分數小于5mL/m.
2)升高CO分壓和延長停留時間可以提高吸
附劑的動態(tài)吸附量,但是單位時間的處理量也隨之下降.
3)在床層利用率不超過80%的條件下,順放氣能達到產品氣要求,這部分氣體可以用來給別的塔提供吹掃或均壓,減少產品氣在再生過程中的消耗.
4)抽真空并吹掃的脫附模式既降低了吹掃氣量又縮短了脫附時間,是合適的再生方法. 5)床層再生過程中得到的氣體為所處理氣量的10%左右,這對實際生產設計具有指導意義.參考文獻:
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